Java中自旋锁的作用有哪些

　　介绍

这篇文章将为大家详细讲解有关Java中自旋锁的作用有哪些,文章内容质量较高,因此小编分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。


当多个线程想同时访问同一个资源时,就存在资源冲突,这时,大家最直接想到的就是加锁来互斥访问,加锁会有这么几个问题:

<李>

等待资源的线程进入睡眠,发生用户态向内核态的切换,有一定的性能开销;

<李>

占用资源的线程很快就用完并释放,这时等待的线程被唤醒,又要立即切换回用户态;

那么,如果有一种方式,使得等待的线程先短暂的等待一会儿,有可能有两种结果:

<李>

等待的时间超过了这一会儿,那没办法,只好进入睡眠;

<李>

等待的时间还未超过,占用资源的线程释放了,这时等待的线程就可以直接占用资源。

这就是锁的小优化:自旋锁!自旋锁并不是真正的锁,而是让等待的线程先原地“小转“一下,小转一下,通常小转一下的实现方式很简单:

int  SPIN_LOCK_NUM =, 64; 　　int 小姐:=,0; 　　boolean  wait =,真的; 　　 　　do  {=,wait //,尝试获取资源锁 　　},while  (wait ,,, (+ + i), & lt;, SPIN_LOCK_NUM);

我们通过循环一定的次数来自旋。颜色\{红}{但是我们也应该知道,不进入休眠而原地打转,是会一直消耗CPU资源的,因此,才有了自旋限制!}但是我们也应该知道,不进入休眠而原地打转,是会一直消耗CPU资源的,因此,才有了自旋限制!

看下面的JDK源码:

public  final  class  Unsafe  { 　　,public  final  int  getAndSetInt (Object  var1, long  var2,, int  var4), { 　　int 才能;var5; 　　do {才能 　　,,var5 =, this.getIntVolatile (var2 var1也); 　　,,},而(! this.compareAndSwapInt (var2, var1,还以为,var5, var4)); 　　, 　　return 才能;var5; 　　,} 　　}

我们可以看到，CAS就是采用的自旋锁方式，持续的尝试读取最新的 volatile 修饰的变量的值，并尝试去用期望的值去比较，然后更新。

不过这里我们要注意，因为是无限循环，因此我们要保证占用资源的线程很快就能释放，而不是长时间占用（当然，因为这里的源码系统也设定了 int 型变量，因此，占用该变量的线程很快就会使用完而释放）。

三、自旋锁的死锁

啥？怎么会有死锁？ 自旋锁虽然好用，若我们只是停留在上面的分析，那么还是很肤浅的；虽然自旋锁有很大的优势，但同样缺点也不少，除了上面说的，原地打转（忙等待）会一直消耗CPU资源，同时，还会有一个潜在的可能缺陷：死锁。

3.1、系统中断

在聊死锁之前，我们需要先了解一下系统中断事件（大学课本里有这一章节，ASM汇编中也涉及到系统中断向量表）：

中断是指，CPU正常运行期间，由于有内/外部事件，或者由程序预先安排的事件，引起CPU暂停当前工作，转而去处理该事件，当处理完该事件后再返回继续运行被中断（暂停）的程序。通常，操作系统将中断分为两类：外部中断（硬件中断）和内部中断（异常中断，即软件引起的）；

例如：由IO设备引起的中断为硬件中断，比如，键盘输入，硬盘/光驱读写等；异常中断很好理解，比如 NullPointerException 等。

3.2、中断处理程序

系统提供了一个API使得我们的程序能够向系统申请注册一个中断处理程序（例如：程序接收用户的输入事件）。

request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev)

参数含义如下：

  • irq: 中断号，系统定义好，具体可查看中断向量表；

  • handler: 中断后发生的ISR（Interrupt Service Routines），直接翻译为：中断服务路由；实际类似，是响应中断服务的程序；

  • flags: 中断标志；

  • name: 中断相关的设备的ASCII，如："keyboard"，这些名字会在/proc/irq 和/proc/interrupts 中使用；

  • dev: 用于共享中断线，传递驱动程序的设备结构。非共享类型的中断，直接设置成为 NULL

中断标志（flags）：